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所謂雙相不銹鋼是在其固淬組織中鐵素體相與奧氏體相各占一半,一般少相的含量也需要達到30%。

由于兩相組織的特點,通過正確控制化學成分和熱處理工藝,使DSS(Duplex Stainless Steel,簡稱DSS),兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點。

與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的優勢如下:

⑴屈服強度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多,且具有成型需要的足夠的塑韌性。采用雙相不銹鋼制造儲罐或壓力容器的壁厚要比常用的奧氏體減少30-50%,有利于降低成本。

⑵具有優異的耐應力腐蝕破裂的能力,即使是含合金量 的雙相不銹鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的耐應力腐蝕破裂的能力,尤其在含氯離子的環境中。應力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問題。

⑶在許多介質中應用普遍的2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性優于普通的316L奧氏體不銹鋼,而超級雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性,在一些介質中,如醋酸,甲酸等甚至可以取代高合金奧氏體不銹鋼,乃至耐蝕合金。

⑷具有良好的耐局部腐蝕性能,與合金含量相當的奧氏體不銹鋼相比,它的耐磨損腐蝕和疲勞腐蝕性能都優于奧氏體不銹鋼。

⑸比奧氏體不銹鋼的線膨脹系數低,和碳鋼接近,適合與碳鋼連接,具有重要的工程意義,如生產復合板或襯里等。

⑹不論在動載或靜載條件下,比奧氏體不銹鋼具有更高的能量吸收能力,這對結構件應付突發事故如沖撞,爆炸等,雙相不銹鋼優勢明顯,有實際應用價值。

與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的弱勢如下:

⑴應用的普遍性與多面性不如奧氏體不銹鋼,例如其使用溫度必須控制在250攝氏度以下。

⑵其塑韌性較奧氏體不銹鋼低,冷,熱加工工藝和成型性能不如奧氏體不銹鋼。

⑶存在中溫脆性區,需要嚴格控制熱處理和焊接的工藝制度,以避免有害相的出現,損害性能。

與鐵素體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的優勢如下:

⑴綜合力學性能比鐵素體不銹鋼好,尤其是塑韌性,不象鐵素體不銹鋼那樣對脆性敏感。

⑵除耐應力腐蝕性能外,其他耐局部腐蝕性能都優于鐵素體不銹鋼。

⑶冷加工工藝性能和冷成型性能遠優于鐵素體不銹鋼。

⑷焊接性能也遠優于鐵素體不銹鋼,一般焊前不需預熱,焊后不需熱處理。

⑸應用范圍較鐵素體不銹鋼寬。與鐵素體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的弱勢如下:合金元素含量高,價格相對高,一般鐵素體不含鎳。

綜上所述,可以概括地看出DSS的使用性能和工藝性能的樣貌,它以其優越的力學與耐腐蝕綜合性能贏得了使用者的青睞,已成為既節省重量又節省投資的優良的耐蝕工程材料。



不銹鋼牌號:321
不銹鋼特性:在304鋼的基礎上,添加Ti以防止晶界腐蝕,適合于使用在430℃至900℃狀態中。
不銹鋼用途:航空器、排氣管、鍋爐汽包。
 不銹鋼牌號:309S
不銹鋼特性:具有良好耐高溫氧化性能與高溫持久性能,耐熱溫度可達900℃,在無負荷的條件下, 耐熱溫度可達1000℃。
不銹鋼用途:熱處理爐,加熱爐,電站鍋爐熱交換器,排煙道等高溫環境設備。
 不銹鋼牌號:310S
不銹鋼特性:具有良好耐高溫氧化性能與高溫持久性能,耐熱溫度可達1000℃,在無負荷的條件下, 耐熱溫度可達1100℃。
不銹鋼用途:熱處理爐,加熱爐,電站鍋爐熱交換器,排煙道等高溫環境設備。
 不銹鋼牌號:410
不銹鋼特性:馬氏體系的代表鋼種,雖具有高強度,但不適合于惡劣的腐蝕環境。加工性良好,經過熱處理后發生硬化,有磁性。 
不銹鋼用途:刀刃、機械部件、石油提煉設備、螺栓、螺母等。
 不銹鋼牌號:416
不銹鋼特性:410基礎上增加S的含量以切削性能。可以通過熱處理強化。416的強度和切削加工性比304和316好,摩擦系數小,但耐腐蝕能力不如304和316。
不銹鋼用途:多用于數控自動車床使用,生產電磁閥、特電機和電氣元件等。
 不銹鋼牌號:420
不銹鋼特性:410的高碳版本。淬火狀態的硬度良好,具有耐腐蝕性,有磁性。
不銹鋼用途:刀刃、管嘴、閥門、板尺、餐具(剪刀、刀)。
 不銹鋼牌號:431
不銹鋼特性:馬氏體不銹鋼中強度與韌性搭配較好的一種鋼種。它對氧化性酸、大部分有機酸以及有機鹽類的水溶液有良好的耐蝕性。
不銹鋼用途:航空部品、螺栓、雨刮器臂、彈簧、軸承等。
 不銹鋼牌號:440A、440B、440C
不銹鋼特性:高鉻,韌性大。可熱處理至高硬度。
不銹鋼用途:刀具、軸承等。
 不銹鋼牌號:430
不銹鋼特性:作為鐵素體鋼的代表鋼種,熱膨脹率抵,成形性及耐氧化性較好。
不銹鋼用途:耐熱器具、燃燒器、家電產品、餐具、廚房洗滌槽等。
 不銹鋼牌號:430F
不銹鋼特性:430基礎上增加S的含量,改善切削性能。
不銹鋼用途:耐熱器具、燃燒器、家電產品、餐具、廚房洗滌槽等。
 不銹鋼牌號:630(17-4PH)
不銹鋼特性:431牌號的改良型。沉淀硬化型。可以通過熱處理方便地調整硬度。冷加工硬化明顯。
不銹鋼用途:齒輪、軸、閥等。
 不銹鋼牌號:631 (17-7PH)
不銹鋼特性:301牌號的改良型。半奧氏體沉淀硬化型。常溫的成型加工性良好。
不銹鋼用途:飛機構造材料或精密機械的彈簧等。

不銹鋼牌號:2205
不銹鋼特性:雙相不銹鋼。兼具鐵素體和奧氏體的優點。強度和韌性高。耐應力腐蝕和耐點蝕能力高于316L。
不銹鋼用途:油氣、石化、化肥、橋梁、建筑及化學品船等。




鎳基合金,特別是沉淀強化型合金含有較高的鋁、鈦等合金元素。通常采用真空感應爐熔煉,并經真空自耗爐或電渣爐重熔。熱加工采用鍛造、軋制工藝,對于高合金化合金,由于熱塑性差,則采用擠壓開坯后軋制或用軟鋼(或不銹鋼)包套直接擠壓工藝。鑄造合金通常用真空感應爐熔煉母合金,并用真空重熔-精密鑄造法制成零件。
變形合金和部分鑄造合金需進行熱處理,包括固溶處理、中間處理和時效處理,以Udmet 500合金為例,它的熱處理制度分為四段:固溶處理,1175℃,2小時,空冷;中間處理,1080℃,4小時,空冷;一次時效處理,843℃,24小時,空冷;二次時效處理,760℃,16小時,空冷。以獲得所要求的組織狀態和良好的綜合性能。

渦 是航空發動機上一個十分重要的關鍵零件。渦 工作溫度雖然比葉片低,但工作環境異常復雜,且在輪心、輪緣、榫齒、槽底和腹板等各部位所受應力、溫度、介質作用程度都不同。因此,對渦 材料性能提出如下典型要求:高的屈服強度;足夠的塑性儲備;足夠的蠕變、持久強度和塑性;高的疲勞強度和低周疲勞性能;良好的耐腐蝕性、組織穩定性與可加工性。一句話,材料的綜合性能要好。
渦 用材料大部分是沉淀強化的鐵基或鎳基變形高溫合金,一些盤件開始采用粉末高溫合金制備,但是從制備工序、成本等角度考慮,粉末高溫合金渦 無法替代變形高溫合金渦 。 [1]

航空發動機用的機匣、轉子封嚴環和蜂窩環零件國內外較多地采用低膨脹高溫合金制備。低膨脹合金是發動機實現間隙控制技術,減少燃氣損失和提高熱效率不可替代的功能結構材料。低膨脹高溫合金的特點是綜合性能好、強度較高、膨脹系數低、彈性模量幾乎恒定,在約380℃(居里點)以下至室溫,合金熱膨脹系數幾乎為常量。因此,采用低膨脹高溫合金制備的壓氣機匣在飛機巡航飛行時,有利于間隙的封嚴,提高壓氣效率,加大推力。我國研制的低膨脹高溫合金主要有GH2907、GH2909、GH4783等。我國新研制的GH4783是一種抗氧化新型低膨脹高溫合金,膨脹系數比GH4169合金低20%,密度比GH4169低20%,只有7.789/cm3,工作溫度可達750℃。對應的美國牌號的Inconel783合金已被用作F-22戰斗機用發動機F119-PW的各種環形件。

我國應用的板材變形合金主要有20多個牌號。它們的共同特點是塑性好,具有中等強度,焊接性能優異,還有較好的抗氧化和抗腐蝕性能。主要用于制作發動機動力裝置的燃燒室、加力燃燒室、飛機機尾罩、導流罩、襯筒和軍用衛星毛細管等。航空發動機燃燒室零件大多采用固溶強化合金制造。近期,發動機生產中為了減輕結構重量,采用時效強化的板材合金來制造燃燒室零件,取得了良好效果。采用時效強化的變形高溫合金制造加力燃燒室殼體,可大幅度減輕發動機重量,但其成形和焊接比固溶強化合金要困難。
此外,在航空發動機中,變形高溫合金還用于制備渦輪軸、渦輪葉片等。隨著先進航空發動機推重比的進一步提高,燃燒室入口溫度和出口溫度大幅提高,必須采用耐更高溫度的新合金材料。需求牽引。因此,變形高溫合金必須加大研究力度,進一步提高性能,滿足我國先進航空發動機的研制需要。 [1]
發展前景編輯
變形高溫合金不但是我國生產和研制新型航空發動機需要的重要材料,而且在艦船制造、工業燃氣輪機、航天飛行器、火箭發動機、核反應堆和化學工業等領域應用廣泛,是一種十分重要的高溫材料。當前,變形高溫合金總體上向承溫更高、精密成形和低成本方向發展。通過不斷挖掘合金潛力,采用新技術、新工藝,可大幅提高變形高溫合金材料的質量和性能,滿足我國先進航空發動機的需求。須加大研究力度,進一步提高性能,滿足我國先進航空發動機的研制需要。 [2]


 




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